專利名稱：一種適用于同軸寬帶多業(yè)務(wù)接入的局端設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種適用于同軸寬帶多業(yè)務(wù)接入的局端設(shè)備。該局端設(shè)備采用IEEE802. 3ah協(xié)議，通過(guò)五類線上連EPON系統(tǒng)的0NU，混合寬帶接入數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)信號(hào)與有線電視業(yè)務(wù)信號(hào)，利用同軸電纜發(fā)送混合信號(hào)。該設(shè)備屬于寬帶同軸接入網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，通信系統(tǒng)的應(yīng)用得到了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，數(shù)字技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)得到了普及應(yīng)用，隨著IPTV、HDTV, VoIP等寬帶因特網(wǎng)業(yè)務(wù)的推出，使得用戶對(duì)于數(shù)據(jù)、語(yǔ)音、圖像等多媒體通信的寬帶接入需求日益旺盛，“三網(wǎng)融合”的趨勢(shì)也越來(lái)越明顯。有資料顯示，用戶線的投資占整個(gè)接入網(wǎng)投資的409Γ50%，若能利用現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)·寬帶網(wǎng)絡(luò)接入，那么就能避免鋪設(shè)造價(jià)昂貴的新通信網(wǎng)絡(luò)。有線電視網(wǎng)絡(luò)(CATV)作為覆蓋范圍最廣的網(wǎng)絡(luò)之一，具有頻帶寬、資源豐富等特點(diǎn)，同時(shí)CATV光纖/同軸混合網(wǎng)絡(luò)也是未來(lái)信息高速公路的基礎(chǔ)設(shè)施之一，如果能對(duì)其進(jìn)行改造，用來(lái)實(shí)現(xiàn)用戶與通信傳輸網(wǎng)之間的連接，那么必然會(huì)為用戶提供經(jīng)濟(jì)高效的寬帶接入服務(wù)。這樣在實(shí)現(xiàn)有線電視網(wǎng)絡(luò)雙向化改造的同時(shí)，為下一代廣播網(wǎng)(NGB)提供了一個(gè)可盈利的運(yùn)營(yíng)商級(jí)寬帶電纜入戶方案。目前，比較成熟的雙向改造技術(shù)主要有CMTS+CM、無(wú)源EOC技術(shù)、有源EOC技術(shù)。(I) CMTS (Cable Modem Termination System)+CM(Cable Modem)即電纜調(diào)制解調(diào)技術(shù)。其中CMTS是核心，采用國(guó)際電信聯(lián)盟的DOCSIS協(xié)議；用戶終端CM通過(guò)CMTS與Internet連接,可以在有線電視網(wǎng)絡(luò)內(nèi)實(shí)現(xiàn)IP電話、視頻點(diǎn)播等功能。該技術(shù)發(fā)展已比較成熟，它的主要技術(shù)缺點(diǎn)是采用了總線型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，用戶共享帶寬造成數(shù)據(jù)傳輸不穩(wěn)定，加上匯聚噪聲的漏斗效應(yīng)，其在國(guó)內(nèi)的應(yīng)用規(guī)模有限。(2)無(wú)源EOC技術(shù)。無(wú)源E0C，是指一種采用無(wú)源器件的基于同軸電纜的以太網(wǎng)傳輸技術(shù)。它采用基帶編碼方式，只將用于雙絞線傳輸?shù)碾p極性信號(hào)轉(zhuǎn)換成便于同軸電纜傳輸?shù)膯螛O性信號(hào)。無(wú)源EOC技術(shù)通過(guò)在樓道頭端放置接入網(wǎng)橋，隔離用戶端的噪聲，從而解決了有線電視網(wǎng)絡(luò)存在的最普遍也最難解決的問題——漏斗噪聲。但無(wú)源EOC只適用于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，不能支持用戶分布比較散的有線電視網(wǎng)絡(luò)。(3)有源EOC技術(shù)。目前主要的有源調(diào)制EOC技術(shù)有HomePlug AV、MoCA、WiFiover Coax等技術(shù)。HomePlug AV技術(shù)使用2MHz 28 MHz頻段，MOCA技術(shù)的載波頻率使用800 MHz-1500 MHz頻段，WiFi over Coax技術(shù)采用802. 11b，將無(wú)線的高頻段2. 5GHz載波，搬移到coax的750-950MHz頻段，可提供108Mbps的物理層速率。HomePlug AV和MOCA均采用OFDM調(diào)制，抗干擾能力強(qiáng)，HomePlug AV物理層接入速率可達(dá)200Mbps，MOCA可達(dá)270Mbps。這些有源調(diào)制技術(shù)雖然能夠高速連接家庭里的雙向終端設(shè)備，無(wú)需重新鋪設(shè)纜線，然而高速率的接入是在1518Byte理想包長(zhǎng)時(shí)測(cè)得。當(dāng)前的有源EOC調(diào)制技術(shù)主要存在以下兩個(gè)方面的問題I.系統(tǒng)接入的總帶寬會(huì)隨用戶接入數(shù)量增加而急劇下降，所能提供的接入帶寬很難滿足NGB的要求，以上技術(shù)所采用的CSMA機(jī)制在用戶接入數(shù)量增加時(shí)性能將明顯下降。2.實(shí)際業(yè)務(wù)中的很多數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，如語(yǔ)音電話和網(wǎng)絡(luò)游戲等實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)，是以短包形式出現(xiàn)。當(dāng)64Byte短包頻繁出現(xiàn)時(shí) ，以上技術(shù)的系統(tǒng)吞吐量將急劇下降，時(shí)延、抖動(dòng)均有增加。當(dāng)前這些技術(shù)都需要在局端放置一個(gè)對(duì)應(yīng)技術(shù)的局端設(shè)備CLT (Coax LineTerminal)，實(shí)現(xiàn)對(duì)EPON ONU下行網(wǎng)絡(luò)信號(hào)的接收以及對(duì)數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行調(diào)制解調(diào)?，F(xiàn)有的局端設(shè)備CLT上輸出端口需要兩種接口，一種是數(shù)據(jù)接口，一種是射頻接口，不適合采用同軸電纜同時(shí)傳輸有線電視信號(hào)和因特網(wǎng)信號(hào)的要求。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種可充分利用現(xiàn)有的有線電視網(wǎng)絡(luò)，方便經(jīng)濟(jì)地實(shí)現(xiàn)有線電視用戶的高速數(shù)據(jù)接入，適合使用同軸電纜同時(shí)傳輸有線電視信號(hào)和寬帶數(shù)據(jù)信號(hào)的同軸接入局端設(shè)備。為實(shí)現(xiàn)上述實(shí)用新型目的，本實(shí)用新型采用了如下技術(shù)方案一種適用于同軸寬帶多業(yè)務(wù)接入的局端設(shè)備，它包括SWITCH交換芯片、物理層芯片、MAC層芯片、網(wǎng)絡(luò)管理模塊、雙工濾波器、同軸數(shù)據(jù)接收端口、同軸數(shù)據(jù)發(fā)送端口和第一 第三RJ-45接口，所述物理層芯片通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)GMII接口與SWITCH交換芯片連接，所述SWITCH交換芯片通過(guò)RMII接口與MAC層芯片連接，所述MAC層芯片連接與雙工濾波器連接，所述雙工濾波器高頻端與同軸數(shù)據(jù)接收端口連接，所述雙工濾波器公共端與同軸數(shù)據(jù)發(fā)送端口連接，所述網(wǎng)絡(luò)管理模塊與SWITCH交換芯片連接，所述第一、二 RJ-45接口與物理層芯片連接，第三RJ-45接口與MAC層芯片連接。優(yōu)選的，在該適用于同軸寬帶多業(yè)務(wù)接入的局端設(shè)備中有線電視信號(hào)與數(shù)據(jù)信號(hào)頻分復(fù)用，其中數(shù)據(jù)信號(hào)頻帶占用5 65MHz，有線電視信號(hào)頻帶占用65 860MHz。尤為優(yōu)選的，所述網(wǎng)絡(luò)管理模塊是采用IEEE802. 3ah媒體接入控制協(xié)議，且上行信號(hào)與下行信號(hào)采用TDD時(shí)分雙工方式的網(wǎng)絡(luò)管理模塊。優(yōu)選的，所述設(shè)備物理層是采用n-VSB多電平殘留邊帶調(diào)制方式的設(shè)備物理層。優(yōu)選的，所述第一、二 RJ-45接口為千兆網(wǎng)口。優(yōu)選的，所述第三RJ-45接口為L(zhǎng)CI接口。優(yōu)選的，所述局端設(shè)備還包括用于與電源連接的電源供給接口，所述電源供給接口產(chǎn)生I. 8V或3. 3V直流電，為設(shè)備的所有芯片包括=SWITCH交換芯片、物理層芯片、MAC層芯片以及網(wǎng)絡(luò)管理模塊供電。上述設(shè)備中，所述SWITCH交換芯片負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)交換，對(duì)各個(gè)邏輯端口的數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)和廣播，實(shí)現(xiàn)劃分VLAN和管理用戶端設(shè)備MAC地址功能，數(shù)據(jù)通過(guò)RMII接口發(fā)送到MAC層芯片；SWITCH交換芯片受網(wǎng)絡(luò)管理模塊控制，接收從物理層芯片下發(fā)的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)，經(jīng)交換后由MAC層芯片進(jìn)行信號(hào)轉(zhuǎn)換，向下行廣播發(fā)出。所述物理層芯片用于接收從上聯(lián)千兆網(wǎng)口傳來(lái)的符合IEEE 802. 3ah媒體接入?yún)f(xié)議的寬帶以太網(wǎng)數(shù)據(jù)，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)GMII接口將數(shù)據(jù)傳輸給SWITCH交換芯片。所述MAC層芯片用于處理從SWITCH交換芯片傳來(lái)的寬帶以太網(wǎng)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)RMII數(shù)字信號(hào)與適合同軸電纜上傳輸?shù)哪M信號(hào)之間轉(zhuǎn)換，并將模擬信號(hào)變壓后傳輸?shù)诫p工濾波器。所述網(wǎng)絡(luò)管理模塊采用IEEE802. 3ah媒體接入控制協(xié)議，具有讀取和改寫SWITCH交換芯片配置文件執(zhí)行管理的功能；并通過(guò)與用戶端設(shè)備的通信，實(shí)現(xiàn)與用戶端的時(shí)序同步，以及分配用戶端帶寬等功能。所述同軸數(shù)據(jù)接收端口負(fù)責(zé)連接有線電視網(wǎng)絡(luò)和雙工濾波器高頻端，接收來(lái)自有線電視網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)；所述同軸數(shù)據(jù)發(fā)送端口連接雙工濾波器公共端，負(fù)責(zé)發(fā)送有線電視信號(hào)和寬帶以太網(wǎng)信號(hào)的混合信號(hào)至用戶端設(shè)備；且同軸數(shù)據(jù)發(fā)送端口，向下擴(kuò)展連接最多64個(gè)用戶端設(shè)備，可實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)用戶端進(jìn)行基于優(yōu)先級(jí)的上行動(dòng)態(tài)帶寬分配，在用戶端優(yōu)先級(jí)相同時(shí)能夠保障公平穩(wěn)定的帶寬。其中第一、二個(gè)RJ-45接口均為千兆網(wǎng)口，用于向物理層芯片傳輸寬帶以太網(wǎng)數(shù)據(jù)；第三RJ-45接口為L(zhǎng)CI接口，用于同MAC層芯片通信，實(shí)施對(duì)SWITCH交換芯片的網(wǎng)管軟
件管理。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果在于配合入戶的同軸網(wǎng)絡(luò)用戶端設(shè)備，可以充分利用現(xiàn)有有線電視同軸網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)低成本而高性能的寬帶點(diǎn)到多點(diǎn)接入。

圖I是本實(shí)用新型一較佳實(shí)施例中適用于同軸寬帶多業(yè)務(wù)接入的局端設(shè)備的內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)圖；圖2是圖I實(shí)施例中SWITCH交換芯片與其他芯片的數(shù)據(jù)交換的流程圖；圖3是圖I實(shí)施例中MAC層芯片內(nèi)部數(shù)據(jù)處理的流程圖。
具體實(shí)施方式
參閱圖1，該適用于同軸寬帶多業(yè)務(wù)接入的局端設(shè)備包括SWITCH交換芯片、物理層芯片、MAC層芯片、網(wǎng)絡(luò)管理模塊、雙工濾波器、同軸數(shù)據(jù)接收端口、同軸數(shù)據(jù)發(fā)送端口、RJ-45-1接口、RJ-45-2接口、RJ-45-3接口和電源供給接口，物理層芯片通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)GMII接口與SWITCH交換芯片連接，SWITCH交換芯片通過(guò)RMII接口與MAC層芯片連接，MAC層芯片連接與雙工濾波器連接，雙工濾波器高頻端與同軸數(shù)據(jù)接收端口連接，雙工濾波器公共端與同軸數(shù)據(jù)發(fā)送端口連接，網(wǎng)絡(luò)管理模塊與SWITCH交換芯片連接，RJ-45-1接口、RJ-45-2接口與物理層芯片連接，RJ-45-3接口與MAC層芯片連，電源供給接口產(chǎn)生3. 3V直流電，為SWITCH交換芯片、物理層芯片、MAC層芯片以及網(wǎng)絡(luò)管理模塊供電。其中電源供給接口與12V直流電源連接，RJ-45-1接口和RJ-45-2接口為千兆網(wǎng)口，RJ-45-3接口為L(zhǎng)CI接口。自O(shè)NU下行發(fā)送的寬帶以太數(shù)據(jù)經(jīng)由五類線輸入本實(shí)施例RJ-45-1接口和RJ-45-2接口并傳輸至物理層芯片；物理層芯片接收寬帶以太網(wǎng)數(shù)據(jù)后通過(guò)GMII物理接口傳送至SWITCH交換芯片，在網(wǎng)絡(luò)管理模塊的控制下，SWITCH交換芯片將交換后的寬帶以太數(shù)據(jù)由RMII接口輸出到MAC層芯片，由MAC層芯片對(duì)以太網(wǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼和加密等一系列處理后，將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為同軸模擬信號(hào)傳送給雙工濾波器；雙工濾波器通過(guò)同軸數(shù)據(jù)接收端口接收有線電視信號(hào)，混合有線電視信號(hào)和寬帶以太網(wǎng)信號(hào)后，將混合信號(hào)通過(guò)同軸數(shù)據(jù)發(fā)送端口向下行廣播到用戶端設(shè)備。[0033]參閱圖2，本實(shí)施例SWITCH交換芯片與其他芯片的數(shù)據(jù)交換流程入下⑴寬帶以太網(wǎng)數(shù)據(jù)的接收與發(fā)送該局端設(shè)備通過(guò)同軸數(shù)據(jù)接收端口和同軸數(shù)據(jù)發(fā)送端口與用戶端設(shè)備和有線電視網(wǎng)絡(luò)相連；從用戶端由同軸電纜上行傳送的以太網(wǎng)請(qǐng)求數(shù)據(jù)，通過(guò)同軸數(shù)據(jù)接收端口傳到雙工濾波器，經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換后到達(dá)MAC層芯片的MAC接收模塊，并將相應(yīng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)絊WITCH交換芯片；網(wǎng)絡(luò)管理模塊對(duì)來(lái)自不同用戶端設(shè)備的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)按照SLA服務(wù)等級(jí)分級(jí)，控制SWITCH交換芯片進(jìn)行邏輯端口間的數(shù)據(jù)交換；SWITCH交換芯片向物理層芯片發(fā)送數(shù)據(jù)，物理層芯片完成以太數(shù)據(jù)的接收，并經(jīng)由RJ-45-1接口和RJ-45-2接口通過(guò)五類線向上行ONU發(fā)送。本實(shí)施例數(shù)據(jù)為雙向傳輸，下行同理。⑵網(wǎng)絡(luò)管理模塊控制信號(hào)的發(fā)送與接收網(wǎng)絡(luò)管理模塊采用IEEE802. 3ah媒體接入控制協(xié)議實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)寬帶接入，通過(guò)與用戶端設(shè)備的通信，實(shí)現(xiàn)用戶端的注冊(cè)上線，以及響應(yīng)用戶端動(dòng)態(tài)帶寬請(qǐng)求等功能；上行信號(hào)與下行信號(hào)傳送頻分復(fù)用，上下行通信采用 TDD時(shí)分雙工方式，可實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)用戶端進(jìn)行基于優(yōu)先級(jí)的上行動(dòng)態(tài)帶寬分配，在用戶端優(yōu)先級(jí)相同時(shí)能夠保障公平穩(wěn)定的帶寬，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定QoS保障的寬帶數(shù)據(jù)接入。參見圖3，本實(shí)施例MAC層芯片內(nèi)部數(shù)據(jù)處理流程如下下行方向，從SWITCH交換芯片傳輸?shù)囊蕴W(wǎng)寬帶數(shù)據(jù)，首先進(jìn)入MAC層芯片內(nèi)部的MAC模塊，經(jīng)過(guò)FEC前向糾錯(cuò)編碼，調(diào)制模塊的信號(hào)調(diào)制，然后將調(diào)制數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)換為適合同軸傳輸?shù)哪M信號(hào)，通過(guò)低通濾波器濾除信號(hào)中的帶外無(wú)用信息和噪聲，最后通過(guò)放大器放大并將信號(hào)傳送到雙工濾波器。上行方向，從同軸線纜上傳送來(lái)的模擬信號(hào)經(jīng)低噪聲放大器接收并放大，通過(guò)低通濾波模塊濾除帶外信號(hào)和噪聲，然后在調(diào)幅模塊控制下調(diào)整模擬信號(hào)的幅值，經(jīng)過(guò)數(shù)模轉(zhuǎn)換后，對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行自動(dòng)增益控制，并通過(guò)均衡器進(jìn)行信道解調(diào)成基帶信號(hào)。將解調(diào)后的信號(hào)經(jīng)過(guò)前向糾錯(cuò)解碼器解碼后，輸出到MAC層芯片內(nèi)部的MAC模塊。以上僅是本實(shí)用新型的具體應(yīng)用范例，對(duì)本實(shí)用新型的保護(hù)范圍不構(gòu)成任何限制。凡采用等同變換或者等效替換而形成的技術(shù)方案，均落在本實(shí)用新型權(quán)利保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種適用于同軸寬帶多業(yè)務(wù)接入的局端設(shè)備，它包括SWITCH交換芯片、物理層芯片、MAC層芯片、網(wǎng)絡(luò)管理模塊、雙工濾波器、同軸數(shù)據(jù)接收端口、同軸數(shù)據(jù)發(fā)送端口和第——第三RJ-45接口，所述MAC層芯片與雙工濾波器連接，所述雙工濾波器高頻端與同軸數(shù)據(jù)接收端口連接，所述雙工濾波器公共端與同軸數(shù)據(jù)發(fā)送端口連接，所述第一、二 RJ-45接口與物理層芯片連接，第三RJ-45接口與MAC層芯片連，其特征在于，所述物理層芯片通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)GMII接口與SWITCH交換芯片連接，所述SWITCH交換芯片通過(guò)RMII接口與MAC層芯片連接，所述網(wǎng)絡(luò)管理模塊與SWITCH交換芯片連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的適用于同軸寬帶多業(yè)務(wù)接入的局端設(shè)備，其特征在于，所述網(wǎng)絡(luò)管理模塊是采用IEEE802. 3ah媒體接入控制協(xié)議，且上行信號(hào)與下行信號(hào)采用TDD時(shí)分雙工方式的網(wǎng)絡(luò)管理模塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的適用于同軸寬帶多業(yè)務(wù)接入的局端設(shè)備，其特征在于，在該適用于同軸寬帶多業(yè)務(wù)接入的局端設(shè)備中有線電視信號(hào)與數(shù)據(jù)信號(hào)頻分復(fù)用，其中數(shù)據(jù)信號(hào)頻帶占用5 65MHz，有線電視信號(hào)頻帶占用65 860MHz。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的適用于同軸寬帶多業(yè)務(wù)接入的局端設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備物理層是采用n-VSB多電平殘留邊帶調(diào)制方式的設(shè)備物理層。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的適用于同軸寬帶多業(yè)務(wù)接入的局端設(shè)備，其特征在于，所述第一、二 RJ-45接口為千兆網(wǎng)口。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的適用于同軸寬帶多業(yè)務(wù)接入的局端設(shè)備，其特征在于，所述第三RJ-45接口為L(zhǎng)CI接口。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的適用于同軸寬帶多業(yè)務(wù)接入的局端設(shè)備，其特征在于，它還包括用于與電源連接的電源供給接口，所述電源供給接口產(chǎn)生I. 8V或3. 3V直流電，為設(shè)備的所有芯片包括=SWITCH交換芯片、物理層芯片、MAC層芯片以及網(wǎng)絡(luò)管理模塊供電。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種適用于同軸寬帶多業(yè)務(wù)接入的局端設(shè)備，它包括SWITCH交換芯片、物理層芯片、MAC層芯片、網(wǎng)絡(luò)管理模塊、雙工濾波器、同軸數(shù)據(jù)接收端口、同軸數(shù)據(jù)發(fā)送端口和第一～第三RJ-45接口，所述物理層芯片通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)GMII接口與SWITCH交換芯片連接，所述SWITCH交換芯片通過(guò)RMII接口與MAC層芯片連接，所述MAC層芯片與雙工濾波器連接，所述雙工濾波器高頻端與同軸數(shù)據(jù)接收端口連接，所述雙工濾波器公共端與同軸數(shù)據(jù)發(fā)送端口連接，所述網(wǎng)絡(luò)管理模塊與SWITCH交換芯片連接。本實(shí)用新型配合入戶的用戶端設(shè)備，可以充分利用現(xiàn)有有線電視同軸網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)低成本而高性能的點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)寬帶接入。
文檔編號(hào)H04N7/10GK202737898SQ20122042469
公開日2013年2月13日 申請(qǐng)日期2012年8月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月24日
發(fā)明者李力, 陸曉蘇, 周海洋, 黃浩, 魏林, 胡南超 申請(qǐng)人:蘇州云普通訊技術(shù)有限公司